JP4847318B2 - 荷電開始剤ポリマーおよび使用法 - Google Patents
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Description
本発明は、基板表面上での本明細書において「高分子マトリクス」とも呼ばれる高分子層の形成に有用な試薬および方法を提供する。更に詳細には、本発明は、負荷電表面上の高分子層の形成に有用である正荷電重合開始剤ポリマーを提供する。正荷電重合開始剤ポリマーは、特に、細胞および組織を生体適合性ポリマーでカプセル化することに対して有用である。
本発明は、本明細書において「開始剤ポリマー」とも呼ばれる正荷電開始剤ポリマー、開始剤ポリマーを含む組成物、およびこれらの開始剤ポリマーを用いる表面上または近辺での重合性材料の界面重合を行うための方法を提供する。「ポリマー」は1以上の異なる反復単量体単位を有する化合物を指し、線状ポリマーおよびコポリマー、本明細書において「デンドリマー」と呼ばれる高度に分岐したデンドリマーポリマーおよびコポリマーなどの分岐ポリマーおよびコポリマー、ならびにグラフトポリマーおよびコポリマーなどを含む。「表面」は、広く、あらゆる種類の天然または合成表面を指す。天然表面は、広く、例えば、細胞表面、または細胞群表面、または組織表面などのあらゆる種類の生体材料の表面を指す「生体表面」を含む。合成表面は、プラスチック、セラミック、樹脂、多糖類、シリコン、またはシリカ系材料、ガラス、金属、フィルム、ゲル、膜、ナイロン、絹、羊毛および綿などの天然繊維およびポリマーから作製される機能化および非機能化材料などのあらゆる有用な人工材料を含む。一つの態様において、表面は負電荷を有し、正荷電開始剤ポリマーは反対電荷を介してこの表面に結びつくことができる。
APTAC−ポリエチレンイミン(APTAC−PEI)ポリマーの合成
光開始剤ポリマー調製用の出発材料として、陽性第4級アンモニウム基に結合されるポリエチレンイミン主鎖を有する正荷電ポリマーを調製した。
APTAC−EITC−ポリエチレンイミン(APTAC−EITC−PEI)開始剤ポリマーの合成
種々の分子量のAPTAC−EITC−PEI開始剤ポリマーの調製
実施例1および2に記載されるそれに類似の手順を用いて、(a)分子量および(b)EITC含量両方の変動を有するAPTAC−EITC−PEI開始剤ポリマーを調製した。
(a)800 3400
(b)2000 8500
(c)10,000 42,500
(d)750,000 3.2×106
APTAC−EITC−デンドリマー開始剤ポリマーの調製
実施例1および2に記載されるそれに類似の手順を用いて、PEI−APTAC−デンドリマー開始剤ポリマーを調製した。14,215Daの分子量を有するアミン官能性デンドリマーを、実施例1および2で用いた10,000Da・PEIの代わりにポリマー主鎖として用いた。
トリメチロールプロパン・エトキシレート(20/3EO/OH)・トリアクリレート・マクロマーの調製
APTAC−EITC−PEI開始剤ポリマーを用いる細胞カプセル化
実施例1、2、および3において調製される正荷電開始剤ポリマーを重合開始剤として用いて、細胞表面上にカプセル化性高分子膜を与える。細胞カプセル化手順は以下のステップを含む:(i)細胞を実施例1〜3において調製されるAPTAC−EITC−PEIポリマーを含有する溶液と接触させ、(ii)細胞を実施例4のPEG−トリアクリレート・マクロマーを含有する溶液と接触させ、(iii)マクロマーおよび開始剤と接触する細胞をアルゴン・レーザー光源で処理し、および(iv)リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄すること。これらのステップの後、細胞を検査して、細胞周りの膜の品質(顕微鏡検査を介して)、および細胞生死判定(トリパンブルー排除法またはヨウ化プロピジウム染色法)を決定する。
Claims (24)
- (a)下記(i),(ii)及び(iii):
(i)ポリエチレンイミン又はエチレンジアミンコア・ポリ−(アミドアミノ)デンドリマーを含むポリマー主鎖、
(ii)エオシン基を有し、前記ポリマー主鎖に結合している開始剤基、及び
(iii)(アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウム基を含み、前記ポリマー主鎖に結合している陽イオン部分
を含む、開始剤ポリマーであって、
前記陽イオン部分が、pH8を含む少なくともpH8までのpH値を有する状態において、前記開始剤ポリマーに正電荷を持たせる正荷電開始剤ポリマー、及び
(b)重合性材料
を含み、
前記正荷電開始剤ポリマーが、基体表面の少なくとも一部分上において、前記重合性材料の重合を引き起すように活性化され得る
ことを特徴とする重合システム。 - 前記陽イオン部分が、pH10を含む少なくともpH10までのpHを有する状態にある前記正荷電開始剤ポリマーに正荷電を持たせる、請求項1に記載の重合システム。
- 前記開始剤基が、350nm以上の励起波長を有する光開始剤基である、請求項1に記載の重合システム。
- 前記光開始剤基の励起波長が500nm以上である、請求項3に記載の重合システム。
- 正荷電開始剤ポリマーが少なくとも5個の開始剤基を含む、請求項1に記載の重合システム。
- 正荷電開始剤ポリマーが3.2×10 6 Da未満のM w を有する、請求項1に記載の重合システム。
- 正荷電開始剤ポリマーが250,000Da以下のM w を有する、請求項6に記載の重合システム。
- 正荷電開始剤ポリマーが8,500〜250,000Daの範囲にあるM w を有する、請求項7に記載の重合システム。
- 正荷電開始剤ポリマーが8,500〜100,000Daの範囲にあるM w を有する、請求項8に記載の重合システム。
- 正荷電開始剤ポリマーが1000以下のモノマー単位を含む、請求項1に記載の重合システム。
- 基体表面が負荷電表面を含む、請求項1に記載の重合システム。
- 基体表面が生物学的表面を含む、請求項1に記載の重合システム。
- 基体表面が細胞を含む、請求項12に記載の重合システム。
- (a)下記(i),(ii)及び(iii):
(i)ポリエチレンイミン又はエチレンジアミンコア・ポリ−(アミドアミノ)デンドリマーを含むポリマー主鎖、
(ii)エオシン基を有し、前記ポリマー主鎖に結合している開始剤基、及び
(iii)(アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウム基を含み、前記ポリマー主鎖に結合している陽イオン部分
を含む、開始剤ポリマーであって、
前記陽イオン部分が、pH8を含む少なくともpH8までのpH値を有する状態において前記開始剤ポリマーに、正電荷を持たせる正荷電開始剤ポリマー。 - (a)請求項14に記載の正荷電開始剤ポリマー、
及び
(b)重合性材料
を含む
基体の表面に高分子被膜を形成するためのキット。 - 請求項13に記載の重合システムにより形成された高分子被膜によりカプセル化された1以上の細胞。
- 前記ポリマー主鎖から、少なくとも5個の前記開始剤基が垂れ下ってており、前記陽イオン部分の個数の、前記開始剤基の個数に対する比が、少なくとも1:1である、請求項14に記載の正荷電開始剤ポリマー。
- 前記陽イオン基対前記開始剤基のモル比が少なくとも2.5:1である、請求項17に記載の開始剤ポリマー。
- 前記陽イオン基対開始剤基のモル比が少なくとも5:1である、請求項18に記載の開始剤ポリマー。
- 前記ポリマー主鎖のモノマー単位の20%以上が前記陽イオン基に結合している、請求項17に記載の開始剤ポリマー。
- 前記ポリマー主鎖中のモノマー単位の50%以上が前記陽イオン基に結合している、請求項20に記載の開始剤ポリマー。
- 細胞質材料をカプセル化する方法であって、
下記工程(a),(b),(c)、及び(d):
(a)細胞を含む細胞質材料を提供し、
(b)生体外において、前記細胞質材料を、請求項17に記載の正荷電開始剤ポリマーと接触させ、
(c)前記細胞質材料を重合性材料と接触させ、そして、
(d)前記正荷電開始剤ポリマーの開始剤基を活性化して、前記重合性材料を重合させて、前記細胞質材料を取り囲むポリマー層を形成させる、
ことを含む細胞質材料をカプセル化する方法。 - 前記細胞質材料が、膵臓島細胞を含む請求項22に記載の方法。
- 前記重合性材料がマクロマーを含む、請求項22に記載の方法。
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